Низький гемоглобін
19.07.2019

Фізика сприйняття. Фізіологія відчуття кольору Загальний вплив кольору на фізичний і психічний стан людини

Відчуття кольору(Колірна чутливість, колірне сприйняття) - здатність зору сприймати і перетворювати світлове випромінювання певного спектрального складу у відчуття різних колірних відтінків і тонів, формуючи цілісне суб'єктивне відчуття (хроматичність, кольоровість, колорит).

Колір характеризується трьома якостями:

  • колірним тоном, який є основною ознакою кольору та залежить від довжини світлової хвилі;
  • насиченістю, що визначається часткою основного тону серед домішок іншого кольору;
  • яскравістю, або світлою, яка проявляється ступенем близькості до білого кольору (ступінь розведення білим кольором).

Людське око помічає зміни кольору лише у разі перевищення так званого колірного порога (мінімальної зміни кольору, помітного оком).

Фізична сутність світла та кольору

Світлом чи світловим випромінюванням називаються видимі електромагнітні коливання.

Світлові випромінювання поділяються на складніі прості.

Біле сонячне світло - складне випромінювання, яке складається з простих кольорових складових – монохроматичних (однокольорових) випромінювань. Кольори монохроматичних випромінювань називають спектральними.

Якщо промінь білого кольору розкласти за допомогою призми в спектр, то можна побачити ряд кольорів, що безперервно змінюються: темно-синій, синій, блакитний, синьо-зелений, жовто-зелений, жовтий, помаранчевий, червоний.

Колір випромінювання визначається довжиною хвилі. Весь видимий спектр випромінювань розташований у діапазоні довжин хвиль від 380 до 720 нм (1 нм = 10-9 м, тобто однієї мільярдної частки метра).

Всю видиму частину спектра можна поділити на три зони

  • Випромінюванням довжиною хвилі від 380 до 490 нм називається синьою зоною спектру;
  • від 490 до 570 нм – зеленої;
  • від 580 до 720 нм – червоною.

Різні предмети людина бачить забарвленими різні кольори оскільки монохроматичні випромінювання відбиваються від них по-різному, у різних співвідношеннях.

Всі кольори поділяються на ахроматичні і хроматичні

  • Ахроматичні (безбарвні) - це сірі кольори різного світла, білий і чорний кольори. Ахроматичні кольори характеризуються світлом.
  • Решта всіх кольорів – хроматичні (кольорові): синій, зелений, червоний, жовтий тощо. Хроматичні кольори характеризуються колірним тоном, світлою і насиченістю.

Кольоровий тон- це суб'єктивна характеристика кольору, яка залежить не лише від спектрального складу випромінювань, що потрапили в око спостерігача, а й від психологічних особливостей індивідуального сприйняття.

Світлотасуб'єктивно характеризує яскравість кольору.

Яскравістьвизначає силу світла, що випромінюється або відбивається з одиниці поверхні в перпендикулярному до неї напрямку (одиниця яскравості - кандела на метр, кд/м).

Насиченістьсуб'єктивно характеризує інтенсивність відчуття колірного тону.
Оскільки у виникненні зорового відчуття кольору бере участь не тільки джерело випромінювання та пофарбований предмет, а й очей і мозок спостерігача, слід розглянути деякі основні відомості про фізичну сутність процесу колірного зору.

Сприйняття кольору оком

Відомо, що око по пристрої є подібністю фотоапарата, в якому сітківка відіграє роль світлочутливого шару. Випромінювання різного спектрального складу реєструються нервовими клітинами сітківки (рецепторами).

Рецептори, що забезпечують колірний зір, поділяються на три типи. Кожен тип рецепторів по-різному поглинає випромінювання трьох основних зон спектру - синій, зелений і червоний, тобто. має різну спектральну чутливість. Якщо на сітківку ока потрапляє випромінювання синьої зони, воно буде сприйнято тільки одним типом рецепторів, які передадуть інформацію про потужність цього випромінювання в мозок спостерігача. Внаслідок цього виникне відчуття синього кольору. Аналогічно протікатиме процес і у разі попадання на сітківку ока випромінювань зеленої та червоної зон спектру. При одночасному збудженні рецепторів двох або трьох типів виникатиме відчуття кольору, що залежить від співвідношення потужностей випромінювання різних зон спектру.

При одночасному збудженні рецепторів, що реєструють випромінювання, наприклад, синій та зеленій зон спектру, може виникнути світлове відчуття, від темно-синього до жовто-зеленого. Відчуття переважно синіх відтінків кольору виникатиме у разі більшої потужності випромінювань синьої зони, а зелених відтінків - у разі більшої потужності випромінювання зеленій зоні спектру. Рівні за потужністю випромінювання синьої та зеленої зон викликають відчуття блакитного кольору, зелений та червоний зон – відчуття жовтого кольору, червоної та синьої зон – відчуття пурпурового кольору. Блакитний, пурпуровий та жовтий кольори називаються у зв'язку з цим двозональними. Рівні за потужністю випромінювання всіх трьох зон спектру викликають відчуття сірого кольору різної світлоти, який перетворюється на білий колір за достатньої потужності випромінювань.

Адитивний синтез світла

Це процес отримання різних кольорів за рахунок змішування (складання) випромінювань трьох основних зон спектру – синього, зеленого та червоного.

Ці кольори називаються основними чи первинними випромінюваннями адаптивного синтезу.

Різні кольори можуть бути отримані цим способом, наприклад, на білому екрані за допомогою трьох проекторів із світлофільтрами синього (Blue), зеленого (Green) та червоного (Red) кольорів. На ділянках екрана, що освітлюються одночасно з різних проекторів, можуть бути отримані будь-які кольори. Зміна кольору досягається зміною співвідношення потужності основних випромінювань. Складання випромінювань відбувається поза очима спостерігача. Це один з різновидів адитивного синтезу.

Ще один різновид адитивного синтезу – просторове зміщення. Просторове усунення полягає в тому, що око не розрізняє окремо розташованих дрібних різнокольорових елементів зображення. Таких, наприклад, як растрові точки. Але водночас дрібні елементи зображення переміщаються сітківкою ока, тому одні й самі рецептори послідовно впливає різне випромінювання сусідніх різнобарвних растрових точок. У зв'язку з тим, що око не розрізняє швидкої зміни випромінювань, він сприймає їх як колір суміші.

Субтрактивний синтез кольору

Це процес отримання кольорів за рахунок поглинання (віднімання) випромінювань із білого кольору.

У субтрактивному синтезі новий колір набувають за допомогою барвистих шарів: блакитного (Cyan), пурпурового (Magenta) та жовтого (Yellow). Це основні чи первинні кольори субтрактивного синтезу. Блакитна фарба поглинає (віднімає з білого) червоні випромінювання, пурпурова – зелені, а жовта – сині.

Для того, щоб субтрактивним способом отримати, наприклад, червоний колір потрібно на шляху білого випромінювання помістити жовтий і пурпурний світлофільтри. Вони будуть поглинати (віднімати) відповідно сині та зелені випромінювання. Такий же результат буде отримано, якщо на білий папір нанести жовтий та пурпурні фарби. Тоді до білого паперу дійде лише червоне випромінювання, яке відбивається від нього і попадає в око спостерігача.

  • Основні кольори адитивного синтезу - синій, зелений та червоний
  • Основні кольори субтрактивного синтезу – жовтий, пурпуровий та блакитний утворюють пари додаткових кольорів.

Додатковими називають кольори двох випромінювань або двох фарб, які в суміші роблять ахроматичний колір: Ж+С, П+З, Г+К.

При адитивному синтезі додаткові кольори дають сірий і білий кольори, так як у сумі випромінювання всієї видимої частини спектру, а при субтрактивному синтезі суміш зазначених фарб дає сірий і чорний кольори, у вигляді того, що шари цих фарб поглинають випромінювання всіх зон спектру.

Розглянуті принципи утворення кольору лежать і в основі одержання кольорових зображень у поліграфії. Для отримання кольорових поліграфічних зображень використовують так звані тріадні друковані фарби: блакитну, пурпурову і жовту. Ці фарби прозорі і кожна з них, як уже було зазначено, віднімає випромінювання однієї із зон спектру.

Однак через неідеальність компонентів субтактивного синтезу при виготовленні друкованої продукції використовують четверту додаткову чорну фарбу.

Зі схеми видно, що якщо наносити на білий папір тріадні фарби у різному поєднанні, то можна отримати всі основні (первинні) кольори як для адитивного синтезу, так і для субтрактивного. Ця обставина доводить можливість отримання кольорів необхідних характеристик для виготовлення кольорової поліграфічної продукції тріадними фарбами.

Зміна характеристик кольору, що відтворюється, відбувається по-різному, залежно від способу друку. У глибокій пресі перехід від світлих ділянок зображення до темних здійснюється завдяки зміні товщини барвистого шару, що дозволяє регулювати основні характеристики відтворюваного кольору. У глибокому друку утворення кольорів відбувається субтрактивно.

У високому та офсетному друку кольори різних ділянок зображення передаються растровими елементами різної площі. Тут характеристики відтворюваного кольору регулюються розмірами растрових елементів різного кольору. Раніше вже зазначалося, що кольори у цьому випадку утворюються адитивним синтезом – просторовим змішуванням кольорів дрібних елементів. Однак, там, де растрові точки різних кольорів збігаються одна з одною і фарби накладаються одна на одну, новий колір точок утворюється субтрактивним синтезом.

Оцінка кольору

Для вимірювання, передачі та зберігання інформації про колір необхідна стандартна система вимірювань. Людський зір може вважатися одним з найбільш точних вимірювальних приладів, але він не в змозі ні надавати кольорам певні числові значення, ні точно їх запам'ятовувати. Більшість людей не усвідомлює, наскільки значний вплив кольору на їхнє повсякденне життя. Коли справа доходить до багаторазового відтворення, колір, який здається одній людині «червоною», іншою сприймається як «червоно-оранжевий».

Методи, якими здійснюється об'єктивна кількісна характеристика кольору та колірних відмінностей, називають колориметричними методами.

Триколірна теорія зору дозволяє пояснити виникнення відчуттів різного кольору, світлоти та насиченості.

Колірні простори

Координати кольору
L (Lightness) – яскравість кольору вимірюється від 0 до 100%,
a - діапазон кольору за кольором від зеленого -120 до червоного значення +120,
b – діапазон кольору від синього -120 до жовтого +120

У 1931 р. Міжнародна комісія з висвітлення – CIE (Commission Internationale de L`Eclairage) запропонувала математично розрахований колірний простір XYZ, у якому весь видимий людським оком спектр лежав усередині. В якості базових була обрана система реальних кольорів (червоного, зеленого та синього), а вільний перерахунок одних координат до інших дозволяв проводити різного роду вимірювання.

Недоліком нового простору була його нерівноконтрастність. Розуміючи це, вчені проводили подальші дослідження, і в 1960 р. Мак-Адам вніс деякі доповнення та зміни в колірний простір, що існував, назвавши його UVW (або CIE-60).

Потім у 1964 р. на пропозицію Г. Вишецького було введено простір U*V*W* (CIE-64).
Всупереч очікуванню фахівців запропонована система виявилася недостатньо досконалою. В одних випадках використовувані при розрахунку колірних координат формули давали задовільні результати (переважно при адитивному синтезі), в інших (при субтрактивному синтезі) похибки виявлялися надмірними.

Це змусило CIE прийняти нову рівноконтрастну систему. У 1976 р. було усунуто всі розбіжності і світ з'явилися простори Luv і Lab, що базуються тому ж XYZ.

Ці колірні простори беруть за основу самостійних колориметричних систем CIELuv та CIELab. Вважається, перша система більшою мірою відповідає умовам адитивного синтезу, а друга - субтрактивного.

В даний час колірний простір CIELab (CIE-76) є міжнародним стандартом роботи з кольором. Основна перевага простору – незалежність як від пристроїв відтворення кольорів на моніторах, так і від пристроїв введення та виведення інформації. За допомогою стандартів CIE можуть бути описані всі кольори, які сприймає людське око.

Кількість вимірюваного кольору характеризується трьома числами, що показують відносні кількості випромінювань, що змішуються. Ці числа називають колірними координатами. Усі колориметричні способи засновані на тривимірності тобто. на свого роду об'ємність кольору.

Ці методи дають таку ж надійну кількісну характеристику кольору, як вимір температури або вологості. Відмінність полягає лише у кількості характеризуючих значень та його взаємозв'язку. Цей взаємозв'язок трьох основних кольорових координат виявляється у узгодженій зміні при зміні кольору освітлення. Тому "триколірні" вимірювання проводяться в строго певних умовах за стандартизованого білого освітлення.

Таким чином, колір у колориметричному розумінні однозначно визначається спектральним складом вимірюваного випромінювання, колірне відчуття не однозначно визначається спектральним складом випромінювання, а залежить від умов спостереження і зокрема від кольору освітлення.

Фізіологія рецепторів сітківки

Сприйняття кольору пов'язане з функцією колбочкових клітин сітківки ока. Пігменти, що містяться в колбочках поглинають частину падаючого на них світла і відбиває іншу. Якщо якісь спектральні компоненти видимого світла поглинаються краще за інших, цей предмет ми сприймаємо як пофарбований.

Первинне розрізнення кольорів відбувається у сітківці- в паличках і колбочках світло викликає первинне роздратування, яке перетворюється на електричні імпульси для остаточного формування відтінку, що сприймається в корі головного мозку.

На відміну від паличок, що містять родопсин, колби містять білок йодопсин. Йодопсин – загальна назва зорових пігментів колб. Існує три типи йодопсину:

  • хлоролаб («зелений», GCP),
  • еритролаб («червоний», RCP) та
  • ціанолаб ("синій", BCP).

В даний час відомо, що світлочутливий пігмент йодопсин, що знаходиться у всіх колбочках ока, включає такі пігменти, як хлоролаб і еритролаб. Обидва ці пігменти чутливі до всієї області видимого спектру, однак перший з них має максимум поглинання, що відповідає жовто-зеленої (максимум поглинання близько 540 нм.), а другий жовто-червоної (помаранчевої) (максимум поглинання близько 570 нм) частинам спектру. Привертає увагу той факт, що їх максимуми поглинання розташовані поруч. Це не відповідає прийнятим «основним» кольорам і не узгоджується з основними принципами трикомпонентної моделі.

Третій, гіпотетичний пігмент, чутливий до фіолетово-синьої області спектру, який заздалегідь отримав назву ціанолаб, на сьогоднішній день так і не знайдено.

Крім того, знайти якусь різницю між колбочками в сітківці ока не вдалося, не вдалося і довести наявність у кожній колбці лише одного типу пігменту. Більш того, було визнано, що в колбі одночасно знаходяться пігменти хлоролаб і еритролаб.

Неалельні гени хлоролабу (кодується генами OPN1MW та OPN1MW2) та еритролабу (кодується геном OPN1LW) знаходяться у Х-хромосомах. Ці гени давно добре виділені та вивчені. Тому найчастіше зустрічаються такі форми дальтонізму, як дейтеронопія (порушення утворення хлоролабу) (6% чоловіків страждають на це захворювання) і протанопія (порушення утворення еритолабу) (2% чоловіків). При цьому деякі люди, які мають порушення сприйняття відтінків червоного та зеленого, краще за людей з нормальним сприйняттям кольорів сприймають відтінки інших кольорів, наприклад, кольори хакі.

Ген ціанолабу OPN1SW розташований у сьомій хромосомі, тому тританопія (аутосомна форма дальтонізму, при якій порушено утворення ціанолабу) – рідкісне захворювання. Людина, хвора на тританопію, все бачить у зелених і червоних кольорах і не розрізняє предмети в сутінках.

Нелінійна двокомпонентна теорія зору

За іншою моделлю (нелінійна двокомпонентна теорія зору С. Ременко), третій «гіпотетичний» пігмент ціанолаб не потрібен, приймачем синьої частини спектра служить паличка. Це пояснюється тим, що при яскравості освітлення достатньої для розрізнення кольорів, максимум спектральної чутливості палички (завдяки вицвітанню родопсину, що міститься в ній) зміщується від зеленої області спектру до синьої. За цією теорією колбочка повинна містити в собі всього два пігменти з рядом розташованими максимами чутливості: хлоролаб (чутливий до жовто-зеленої області спектру) та еритролаб (чутливий до жовто-червоної частини спектру). Ці два пігменти давно знайдені та ретельно вивчені. При цьому колбочка є нелінійним датчиком відносин, що видає не тільки інформацію про співвідношення червоного та зеленого кольору, але і виділяє рівень жовтого кольору в цій суміші.

Доказом того, що приймачем синьої частини спектра в оці є паличка, може бути і той факт, що при кольороаномалії третього типу (тританопія), око людини не тільки не сприймає синю частину спектра, але й не розрізняє предмети в сутінках (куряча сліпота), а це вказує саме на відсутність нормальної роботи паличок. Прихильники трьохкомпонентних теорій пояснити, чому завжди, одночасно із припиненням роботи синього приймача, перестають працювати і палички досі не можуть.

Крім того, підтвердженням цього механізму є і давно відомий ефект Пуркінье, суть якого полягає в тому, що при настанні сутінків, коли освітленість падає, червоні кольори чорніють, а білі здаються блакитними. Річард Філліпс Фейнман зазначає, що: «це пояснюється тим, що палички бачать синій край спектру краще, ніж колбочки, але колбочки бачать, наприклад, темно червоний колір, тоді як палички його зовсім не можуть побачити».

У нічний час, коли потік фотонів недостатній для нормальної роботи ока, зір забезпечують переважно палички, тому вночі людина не може розрізняти кольори.

На сьогоднішній день дійти єдиної думки про принцип сприйняття оком поки не вдалося.

Світлочутливий апарат ока.Промінь світла, пройшовши через оптичні середовища очі, пронизує сітківку і потрапляє її зовнішній шар (рис. 51). Тут знаходяться рецептори зорового аналізатора. Це особливі, чутливі до світла клітини. паличкиі колбочки(Див. цв. табл.). Чутливість паличок надзвичайно велика. Вони дають можливість бачити в сутінки і навіть уночі, але без розрізнення кольору, оскільки збуджуються променями майже видимого спектра. Чутливість колб принаймні в 1000 разів менша. Вони приходять у стан збудження лише за досить сильному освітленні, зате дозволяють розрізняти кольори.

Внаслідок низької чутливості колб розрізнення кольорів до вечора стає все більш скрутним і врешті-решт зникає.

У сітківці людського ока на площі приблизно 6-7 кв. смналічують близько 7 млн. колб і близько 130 млн. паличок. Розподілені вони у сітківці нерівномірно. У центрі сітківки, якраз проти зіниці, знаходиться так зване жовта плямаз поглибленням посередині - центральною ямкою.Коли людина розглядає деталь якогось предмета, її зображення потрапляє на центр жовтої плями. У центральній ямці є лише колбочки (рис. 52). Тут їх діаметр принаймні вдвічі менший, ніж в інших ділянках сітківки, і на 1 кв. ммїх кількість сягає 120-140 тис., що сприяє більш ясному та виразному баченню. У міру віддалення від центральної ямки на-. починають зустрічатися і палички, спочатку невеликими групами, а потім все в більшій кількості, а колб стає менше. Так, вже на відстані 4 ммвід центральної ямки на 1 кв. ммприпадає близько 6 тис. колб і 120 тис. паличок.

Мал. 51< Схема строения сетчатки.

I-.прилеглий до сітківки край судинної оболонки;

II – шар пігментних клітин; III-шар паличок і колб; IV і V - два послідовні ряди нервових клітин, на які переходить збудження з паличок та колб;

1 - палички; 2 - колбочки; 3 - ядра паличок та колбочок;

4 - Нервові волокна.

Мал. 52. Будова сітківки в області жовтої плями (схема):

/ - Центральна ямка; 2 – колбочки; 3 - палички; 4 - Шари нервових клітин; 5 - нервові волокна, що прямують до сліпої плями,

У напівтемряві, коли колбочки не функціонують, людина краще розрізняє ті предмети, зображення яких потрапляє не на жовту пляму. Він не помітить білого предмета, якщо направить на нього погляд, оскільки зображення потрапить на центр жовтої плями, де немає паличок. Проте предмет стане видимим, якщо перевести погляд на 10-15°. Тепер зображення потрапляє на ділянку сітківки, багату на палички. Звідси за великої фантазії може виникнути враження «примарності» предмета, його незрозумілої появи та зникнення. На цьому засновані забобонні уявлення про примар, що блукають ночами.



При денному світлі людина добре розрізняє колірні відтінки предмета, який він дивиться. Якщо ж зображення потрапляє на периферичні ділянки сітківки, де мало колб, то розрізнення кольорів стає невиразним і грубим.

У паличках та колбочках, як і на фотоплівці, під впливом світла відбуваються хімічні реакції, що діють як подразник. Виникаючі імпульси приходять від кожного пункту сітківки до певних ділянок зорової області кори великих півкуль.

Колірний зір.Все різноманіття колірних відтінків може бути отримане шляхом змішування трьох кольорів спектру – червоного, зеленого та фіолетового (або синього). Якщо швидко обертати диск, складений із цих кольорів, він здаватиметься білим. Доведено, що апарат, що відчуває кольори, складається з трьох видів колбочок:

одні переважно чутливі до червоних променів, інші - до зелених, треті - до "синіх. Від співвідношення сили збудження кожного виду колб і залежить колірний зір.

Спостереження за електричними реакціями кори великих півкуль дозволили встановити, що мозок новонародженого реагує


не лише на світло, а й на колір. Здатність розрізняти кольори була виявлена ​​у немовляти методом умовних рефлексів. Розрізнення кольорів стає все більш досконалим у міру утворення нових умовних зв'язків, які набувають у процесі гри. ^ Дальтонізм.Наприкінці XVIII ст. відомий англійський природо-. випробувач Джон Дальтон докладно описав розлад колірного зору, на який він сам страждав. Він не відрізняв червоного кольору. від зеленого, а темно-червоний здавався йому сірим чи чорним. Таке порушення, що отримало назву дальтонізму,трапляється приблизно у 8% чоловіків і дуже рідко у жінок. Воно передається у спадок через покоління по жіночій лінії, іншими словами від діда до онука через матір. Бувають інші розлади колірного зору, але вони зустрічаються дуже рідко. Ті, хто страждає на дальтонізм, можуть довгі роки не помічати свого дефекту. Іноді людина дізнається про неї під час перевірки зору для вступу на роботу, яка вимагає чіткого розрізнення червоного та зеленого кольорів (наприклад, машиністом на залізничному транспорті).

Дитина, яка страждає на дальтонізм, може запам'ятати, що ця кулька червона, а інша, побільше, зелена. Але якщо дати йому дві однакові кульки, що відрізняються тільки за кольором (червоний і зелений), то він не зможе їх розрізнити. Така дитина плутає кольори при збиранні ягід, на заняттях з малювання, при підборі кольорових кубиків за кольоровими картинками. Бачачи це, оточуючі, у тому числі й вихователі, звинувачують дитину в неувазі, чи обдуманій. витівки, роблять йому зауваження, карають, знижують оцінку за виконану роботу. Така незаслужена кара може лише відбитися на нервовій системі дитини, вплинути на її подальший розвиток та поведінку. Тому, у тих випадках, коли дитина плутає ілц довго не може засвоїти ті чи інші кольори, його слід по-"казати лікаря-фахівця, щоб з'ясувати, чи не результат цього вродженого дефекту зору.

Гострота зору.Гостротою зору називається здатність ока розрізняти найдрібніші деталі. Якщо промені, що виходять від двох розташованих точок, збуджують одну і ту ж або дві сусідні колбочки, то обидві точки сприймаються як одна більша. Для їх роздільного бачення необхідно, щоб між;

збудженими колбочками була ще одна. Отже, максимально можлива гострота зору: залежить від товщини колб у центральній ямці жовтої плями. Вираховано, що кут, під яким падають на сітківку промені від двох точок, максимально зближених, але видимих ​​окремо, дорівнює "/в 0, тобто одній кутовій хвилині. Цей кут і прийнято вважати норму гостроти зору. Гострота зору дещо змінюється залежно від сили освітлення.-Однак і при одній і тій же освітленості вона може значно змінюватися.Вона збільшується під впливом тренування, якщо, наприклад, людині доводиться мати справу.з тонким.розрізненням дрібних предметів.При втомі гострота зору знижується.

Пристрасть до кольору

Сприйняття кольорів. Фізика

Близько 80% усієї вхідної інформації ми отримуємо візуально
Ми пізнаємо навколишній світ на 78% завдяки зору, на 13% – слуху, на 3% – тактильним відчуттям, на 3% – нюху та на 3% – смаковим рецепторам.
Ми запам'ятовуємо 40% побаченого і лише 20% почутого*
*Джерело: R. Bleckwenn & B. Schwarze. Підручник дизайну (2004)

Фізика кольорів. Колір ми бачимо лише завдяки тому, що наші очі здатні реєструвати електромагнітне випромінювання в його оптичному діапазоні. А електромагнітне випромінювання це і радіохвилі та гамма випромінювання та рентгенівське випромінювання, терагерцеве, ультрафіолетове, інфрачервоне.

Колір - якісна суб'єктивна характеристика електромагнітного випромінювання оптичного діапазону, що визначається на підставі виникнення
фізіологічного зорового відчуття і залежить від низки фізичних, фізіологічних і психологічних чинників.
Сприйняття кольору визначається індивідуальністю людини, а також спектральним складом, кольоровим та яскравим контрастом з навколишніми джерелами світла,
а також об'єктами, що не світяться. Дуже важливими є такі явища, як метамерія, індивідуальні спадкові особливості людського ока.
(ступінь експресії поліморфних зорових пігментів) та психіки.
Говорячи простою мовою колір - це відчуття, яке отримує людина при влученні їй у око світлових променів.
Одні й самі світлові впливу можуть викликати різні відчуття в різних людей. І для кожного з них колір буде різним.
Звідси випливає, що суперечки "який колір насправді" безглузді, оскільки для кожного спостерігача справжній колір - той, який бачить він сам


Зір дає нам інформації про довкілля більше, ніж інші органи почуттів: найбільший потік інформації в одиницю часу ми отримуємо саме очима.





Відбиті від об'єктів промені потрапляють через зіницю на сітківку, яка є прозорим кулястим екраном товщиною 0.1 - 0.5 мм, на який проектується навколишній світ. Сітківка містить 2 типи фоточутливих клітин: палички та колбочки.

Колір походить зі світла
Щоб бачити кольори, необхідне джерело світла. У сутінках світ втрачає свою кольоровість. Там, де немає світла, виникнення кольору неможливе.

Враховуючи величезну, багатомільйонну кількість кольорів та їх відтінків, колористу потрібно мати глибокі, повноцінні знання про коліросприйняття та походження кольору.
Всі кольори є частиною променя світла - електромагнітних хвиль, що виходять від сонця.
Ці хвилі є частиною спектра електромагнітного випромінювання, який включає гамма-випромінювання, рентгенівське випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, оптичне випромінювання (світло), інфрачервоне випромінювання, електромагнітне терагерцеве випромінювання,
електромагнітні мікро- та радіохвилі. Оптичне випромінювання - це частина електромагнітного випромінювання, яку здатні сприймати наші очні сенсори. Мозок обробляє отримані від очних сенсорів сигнали та інтерпретує їх у колір та форму.

Видиме випромінювання (оптичне)
Мабуть, інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання становить так звану оптичну область спектра в широкому значенні цього слова.
Виділення такої області обумовлено не тільки близькістю відповідних ділянок спектру, але і подібністю приладів, що застосовуються для її дослідження та розроблені історично головним чином щодо видимого світла (лінзи та дзеркала для фокусування випромінювання, призми, дифракційні грати, інтерференційні прилади для дослідження спектрального складу випромінювання і пр.).
Частоти хвиль оптичної області спектра вже можна порівняти зі своїми частотами атомів і молекул, які довжини - з молекулярними розмірами і міжмолекулярними відстанями. Завдяки цьому у цій галузі стають суттєвими явища, зумовлені атомістичним будовою речовини.
З цієї причини, поруч із хвильовими, виявляються і квантові властивості світла.

Найвідомішим джерелом оптичного випромінювання є Сонце. Його поверхня (фотосфера) нагріта до температури 6000 градусів за Кельвіном і світить яскраво-білим світлом (максимум безперервного спектру сонячного випромінювання розташований у «зеленій» області 550 нм, де знаходиться й максимум чутливості ока).
Саме тому, що ми народилися біля такої зірки, ця ділянка спектра електромагнітного випромінювання безпосередньо сприймається нашими органами почуттів.
Випромінювання оптичного діапазону виникає, зокрема, при нагріванні тіл (інфрачервоне випромінювання називають також тепловим) через тепловий рух атомів і молекул.
Чим сильніше нагріте тіло, тим вища частота, на якій знаходиться максимум спектра його випромінювання (див. Закон зміщення Вина). При певному нагріванні тіло починає світитися у видимому діапазоні (гартування), спочатку червоним, потім жовтим тощо. І навпаки, випромінювання оптичного спектра чинить на тіла теплову дію (див.: Болометрія).
Оптичне випромінювання може створюватися та реєструватися в хімічних та біологічних реакціях.
Одна з найвідоміших хімічних реакцій, що є приймачем оптичного випромінювання, використовується у фотографії.
Джерелом енергії більшості живих істот Землі є фотосинтез - біологічна реакція, що у рослинах під впливом оптичного випромінювання Сонця.

Колір грає величезну роль життя звичайної людини. Життя колориста присвячене кольору.

Помітно, що кольори спектру, починаючись з червоного і проходячи через відтінки протилежні, контрастні червоному (зелений, ціан), потім переходять у фіолетовий колір, що знову наближається до червоного. Така близькість видимого сприйняття фіолетового та червоного кольорів пов'язана з тим, що частоти, що відповідають фіолетовому спектру, наближаються до частот, що перевищують частоти червоного рівно в два рази.
Але самі ці останні зазначені частоти знаходяться вже поза видимим спектром, тому ми не бачимо переходу від фіолетового знову до червоного кольору, як це відбувається в колірному колі, до якого включені неспектральні кольори, і де є перехід між червоним і фіолетовим через пурпурові відтінки.

При проходженні променя світла через призму різні за довжиною хвилі, його складові переломлюються під різними кутами. В результаті ми можемо спостерігати спектр світла. Цей феномен дуже нагадує феномен веселки.

Слід розрізняти сонячне світло та світло, що походить від штучних джерел освітлення. Тільки сонячне світло вважатимуться чистим світлом.
Решта штучних джерел освітлення впливатимуть на сприйняття кольору. Наприклад, лампи розжарювання є джерелом теплого (жовтого) світла.
Флуоресцентні лампи найчастіше дають холодне (синє) світло. Для коректної діагностики кольору необхідне денне світло або джерело освітлення, максимально до нього наближене.
Тільки сонячне світло вважатимуться чистим світлом. Решта штучних джерел освітлення впливатимуть на сприйняття кольору.

Різноманітність кольорів:Сприйняття кольору ґрунтується на здатності розрізняти зміни в напрямку тону, світлоті/яскравості та насиченості кольору в оптичному діапазоні з довжинами хвиль від 750 нм (червоний) до 400 нм (фіолетовий).
Вивчивши фізіологію сприйняття кольору, ми можемо краще зрозуміти, як формується колір, і використовувати ці знання практично.

Ми сприймаємо все різноманіття кольорів тільки за наявності та нормального функціонування всіх конусних сенсорів.
Ми здатні розрізняти тисячі різних напрямів тону. Точна кількість залежить від здатності очних сенсорів уловлювати та розрізняти світлові хвилі. Ці здібності можна розвивати тренуваннями та вправами.
Цифри, наведені нижче, звучать неймовірно, але це реальні здібності здорового та добре підготовленого ока:
Ми можемо розрізняти близько 200 чистих кольорів. Змінюючи їхню насиченість, ми отримуємо приблизно по 500 варіацій кожного кольору. Змінюючи їх світло, отримуємо ще по 200 нюансів кожної варіації.
Добре підготовлене людське око здатне розрізняти до 20 мільйонів кольорових нюансів!
Колір суб'єктивний, оскільки ми сприймаємо його по-різному. Хоча, поки наші очі здорові, ці відмінності незначні.

Ми можемо розрізняти 200 чистих кольорів
Змінюючи насиченість і світло цих кольорів, ми можемо розрізняти до 20 мільйонів відтінків!

“You only see what you know. You only know what you see.”
«Ви бачите лише ведене. Ви знаєте лише видиме».
Марсель Пруст (французький романіст), 1871–1922.

Сприйняття нюансів одного кольору не є однаковим для різних кольорів. Найтонше ми сприймаємо зміни у зеленому спектрі – достатньо зміни довжини хвилі всього на 1 нм, щоб ми могли побачити відмінність. У червоному та синьому спектрах необхідна зміна довжини хвилі на 3-6 нм, щоб відмінність стала помітною для ока. Можливо, відмінність у більш тонкому сприйнятті зеленого спектру була пов'язана з необхідністю відрізняти їстівне від неїстівного за часів зародження нашого виду (професор, доктор археології, Герман Крастел BVA).

Кольорові картинки, що виникають у нашій свідомості, – це кооперація очних сенсорів та мозку. Ми «відчуваємо» кольори, коли конічні сенсори, що знаходяться в сітківці ока, генерують сигнали під впливом хвиль, що потрапляють на них, певної довжини і передають ці сигнали в мозок. Оскільки в сприйнятті кольору задіяні не тільки очні сенсори, а й мозок, то в результаті ми не тільки бачимо колір, але і отримуємо на нього певний емоційний відгук.

Наше унікальне відчуття кольору жодним чином не змінює наш емоційний відгук на певні кольори., відзначають вчені. Незалежно від того, який для людини блакитний колір, він завжди стає трохи спокійнішим і розслабленішим, дивлячись на небо. Короткі хвилі блакитного та синього кольорів заспокоюють людину, тоді як довгі хвилі (червоний, помаранчевий, жовтий) навпаки – надають активності та жвавості людині.
Ця система реакції на кольори властива кожному живому організму на Землі – від ссавців до одноклітинних (наприклад, одноклітинні «люблять» обробляти розсіяне світло жовтого кольору в процесі фотосинтезу). Вважається, що цей взаємозв'язок кольору та нашого самопочуття, настрої обумовлюється денним/нічним циклом існування. Наприклад, на світанку все пофарбовано в теплі та яскраві кольори – помаранчевий, жовтий – це сигнал кожній, навіть найменшій істоті, що почався новий день і настав час прийматися за справи. Вночі та опівдні, коли протягом життя сповільнюється, довкола домінують сині та фіолетові відтінки.
У своїх дослідженнях Джей Нейц та його колеги з Університету штату Вашингтон зазначили, що зміна кольору розсіяного світла може змінити добовий цикл риб, у той час як зміна інтенсивності цього світла не має вирішального впливу. На цьому експерименті і базується припущення вчених, що завдяки домінуванню синього кольору в нічній атмосфері (а не просто темрява), живі істоти відчувають втому і бажання спати.
Але наші реакції не залежать від чутливих клітин сітківки. У 1998 році вчені виявили зовсім окремий набір колірних рецепторів – меланопсинів – у людському оці. Ці рецептори визначають кількість синього і жовтого кольорів в навколишньому просторі і відправляють цю інформацію в ділянки мозку, що відповідають за регулювання емоцій та циркадного ритму. Вчені вважають, що меланопсини - дуже давня структура, яка відповідала за оцінку кількості квітів ще в незапам'ятні часи.
«Саме завдяки цій системі, наш настрій та активність піднімаються, коли довкола переважають помаранчевий, червоний чи жовтий кольори», - вважає Нейц. Але наші індивідуальні особливості сприйняття різних кольорів – це зовсім інші структури – сині, зелені та червоні колбочки. Тому той факт, що у нас однакові емоційні та фізичні реакції на одні й ті самі кольори не може підтвердити, що всі люди бачать кольори однаково».
Люди, які в силу деяких обставин мають порушення в сприйнятті кольору, часто не можуть бачити червоний, жовтий або синій колір, але, проте, їх емоційні реакції не відрізняються із загальноприйнятими. Для вас небо завжди блакитне і воно завжди дарує відчуття умиротворення, навіть якщо для когось ваш «блакитний» є «червоним» кольором.

Три характеристики кольору.

 Світлота- ступінь близькості кольору до білого називають світлом.
Будь-який колір при максимальному збільшенні світла стає білим.
Інше поняття світлоти відноситься не до конкретного кольору, а до відтінку спектру, тону. Кольори, що мають різні тони за інших рівних характеристик, сприймаються нами з різною світлотою. Жовтий тон сам собою - найсвітліший, а синій чи синьо-фіолетовий - найтемніший.

Насиченість– ступінь відмінності хроматичного кольору від рівного йому за світлом ахроматичного, «глибина» кольору. Два відтінки одного тону можуть відрізнятися ступенем блікості. При зменшенні насиченості кожен хроматичний колір наближається до сірого.

Кольоровий тон- Характеристика кольору, що відповідає за його положення в спектрі: будь-який хроматичний колір може бути віднесений до певного спектрального кольору. Відтінки, що мають те саме положення в спектрі (але відрізняються, наприклад, насиченістю і яскравістю), належать до одного і того ж тону. При зміні тону, наприклад, синього кольору в зелену сторону діапазону він змінюється блакитним, у зворотний - фіолетовим.
Іноді зміна тону кольору співвідносять з «теплотою» кольору. Так, червоні, помаранчеві та жовті відтінки, як відповідні вогню і викликають відповідні психофізіологічні реакції, називають теплими тонами, блакитні, сині та фіолетові, як колір води та льоду – холодними. Слід врахувати, що сприйняття «теплоти» кольору залежить від суб'єктивних психічних і фізіологічних чинників (індивідуальні переваги, стан спостерігача, адаптація та інших.), і від об'єктивних (наявність колірного тла та інших.). Слід відрізняти фізичну характеристику деяких джерел світла – колірну температуру від суб'єктивного відчуття теплоти відповідного кольору. Колір теплового випромінювання при підвищенні температури проходить по «теплих відтінках» від червоного через жовтий до білого, але максимальну температуру кольору має колір ціан.

Людське око – це орган, що дає нам можливість бачити світ довкола себе.
Зір дає нам інформації про довкілля більше, ніж інші органи почуттів: найбільший потік інформації в одиницю часу ми отримуємо саме очима.

Що нового ранку ми прокидаємося і відкриваємо очі - наша діяльність не можлива без зору.
Зору ми довіряємо найбільше і його найбільше використовуємо для здобуття досвіду («не повірю, поки сам не побачу!»).
Ми говоримо «з широко розплющеними очима», коли відкриваємо розум назустріч чомусь новому.
Очі використовуються нами постійно. Вони дозволяють нам сприймати форми та розміри об'єктів.
І, що найголовніше для колориста, вони дозволяють нам бачити колір.
Око є дуже складним за своєю будовою органом. Для нас важливо зрозуміти, як ми бачимо колір і як сприймаємо отримані відтінки на волоссі.
Сприйняття ока ґрунтується на світлочутливому внутрішньому шарі ока, що називається сітківкою.
Відбиті від об'єктів промені потрапляють через зіницю на сітківку, яка є прозорим кулястим екраном товщиною 0.1 - 0.5 мм, на який проектується навколишній світ. Сітківка містить 2 типи фоточутливих клітин: палички та колбочки.
Ці клітини є свого роду датчиками, які реагують на падаюче світло, перетворюючи його енергію на сигнали, що передаються в мозок. Мозок переводить ці сигнали в образи, які ми бачимо.

Людське око є складною системою, головною метою якої є найбільш точне сприйняття, початкова обробка і передача інформації, що міститься в електромагнітному випромінюванні видимого світла. Всі окремі частини ока, а також клітини, що їх складають, служать максимально повному виконанню цієї мети.
Око – це складна оптична система. Світлові промені потрапляють від навколишніх предметів у око через рогівку. Рогівка в оптичному сенсі - це сильна лінза, що збирає, яка фокусує розбіжні в різні сторони світлові промені. Причому оптична сила рогівки у нормі змінюється і дає завжди постійну ступінь заломлення. Склера є непрозорою зовнішньою оболонкою ока, відповідно вона не бере участі у проведенні світла всередину ока.
Переламавшись на передній і задній поверхні рогівки, світлові промені проходять безперешкодно через прозору рідину, що заповнює передню камеру, аж до райдужної оболонки. Зіниця, круглий отвір у райдужній оболонці, дозволяє центрально розташованим променям продовжити свою подорож всередину ока. Промені, що більш периферійно виявилися, затримуються пігментним шаром райдужної оболонки. Таким чином, зіниця не тільки регулює величину світлового потоку на сітківку, що важливо для пристосування до різних рівнів освітленості, але і відсіває бічні, випадкові промені, що викликають спотворення. Далі світло заломлюється кришталиком. Кришталик теж лінза, як і рогівка. Його принципова відмінність у цьому, що з людей віком до 40 років кришталик здатний змінювати свою оптичну силу - феномен, званий акомодацією. Таким чином, кришталик робить більш точне до фокусування. За кришталиком розташоване склоподібне тіло, яке поширюється аж до сітківки та заповнює собою великий обсяг очного яблука.
Промені світла, сфокусовані оптичною системою ока, потрапляють зрештою на сітківку. Сітківка служить свого роду кулястим екраном, на який проектується навколишній світ. Зі шкільного курсу фізики ми знаємо, що збірна лінза дає перевернуте зображення предмета. Рогівка та кришталик - це дві збірні лінзи, і зображення, що проектується на сітківку, також перевернуте. Іншими словами, небо проектується на нижню половину сітківки, море - на верхню, а корабель, на який ми дивимося, відображається на макулі. Макула, центральна частина сітківки, відповідає за високу гостроту зору. Інші частини сітківки не дозволять нам ні читати, ні насолоджуватись роботою на комп'ютері. Тільки в макулі створені всі умови для сприйняття дрібних деталей предметів.
У сітківці оптична інформація сприймається світлочутливими нервовими клітинами, кодується в послідовність електричних імпульсів і передається з зорового нерва в головний мозок для остаточної обробки та свідомого сприйняття.

Конусні рецептори (0,006 мм у діаметрі) здатні розрізняти найменші деталі, відповідно активними вони стають при інтенсивному денному або штучному освітленні. Вони набагато краще, ніж палички, сприймають швидкі рухи та дають високий візуальний дозвіл. Але їхнє сприйняття знижується при зменшенні інтенсивності світла.

Найвища концентрація колб перебуває у середині сітківки, у точці званої центральної ямкою. Тут концентрація колб досягає 147,000 на квадратний міліметр, забезпечуючи максимальну візуальну роздільну здатність картинки.
Чим ближче до країв сітківки, тим нижче концентрація конусних сенсорів (колб) і тим вище концентрація циліндричних сенсорів (паличок), що відповідають за сутінковий і периферійний зір. У центральній ямці палички відсутні, що пояснює нам, чому вночі ми краще бачимо тьмяні зірки, коли дивимось на крапку поряд з ними, а не на них самих.

Існує 3 типи конусних сенсорів (колб), кожен з яких відповідає за сприйняття одного кольору:
Чутливий до червоного (750 нм)
Чутливий до зеленого (540 нм)
Чутливий до синього (440 нм)
Функції колб: Сприйняття в умовах інтенсивного освітлення (денний зір)
Сприйняття кольорів та дрібних деталей. Кількість колб у людському оці: 6-7 мільйонів

Ці 3 типи колб дозволяють нам бачити все різноманіття кольорів навколишнього світу. Оскільки всі інші кольори є результатом поєднання сигналів, які від цих 3 видів колбочек.

Наприклад:Якщо об'єкт виглядає жовтим – це означає, що відбиті від нього промені стимулюють чутливі до червоного та чутливі до зеленого колбочки. Якщо колір об'єкта оранжево-жовтий – це означає, що чутливі до червоного колбочки були простимульовані сильніше, а чутливі до зеленого – слабші.
Білий ми сприймаємо в тих випадках, коли всі три типи колб простимульовані одночасно в рівній інтенсивності. Такий триколірний зір описується теоретично Юнга-Гельмгольца.
Теорія Юнга-Гельмгольца пояснює сприйняття кольору лише на рівні колб сітківки, не розкриваючи всі феномени відчуття кольору, такі як колірний контраст, колірна пам'ять, колірні послідовні образи, константність кольору та ін., а також деякі порушення колірного зору, наприклад, колірну агнозію.

Відчуття кольору залежить від комплексу фізіологічних, психологічних та культурно-соціальних факторів. Існує т.зв. кольорознавство - аналіз процесу сприйняття та розрізнення кольору на основі систематизованих відомостей із фізики, фізіології та психології. Носії різних культур по-різному сприймають колір об'єктів. Залежно від важливості тих чи інших кольорів і відтінків у повсякденному житті народу, деякі з них можуть мати більше або менше відображення в'язиці. Здатність кольоропознання має динаміку залежно від віку людини. Поєднання кольорів сприймаються гармонійними (що гармонують) чи ні.

Тренування сприйняття кольору.

Вивчення теорія кольору та тренування кольоросприйняття важливі в будь-якій професії, що працює з кольором.
Очі та розум потрібно тренувати для розуміння всіх тонкощів кольору, також як тренуються та відточуються навички стрижки чи іноземні мови: повторення та практика.

Експеримент 1: Виконуйте вправу вночі. Вимкніть світло в кімнаті – вся кімната миттєво зануриться у темряву, ви нічого не бачитимете. Через кілька секунд очі звикнуть до низького освітлення і почнуть чіткіше виявляти контрасти.
Експеримент 2: Покладіть два чистих білих аркуші паперу. На середину одного з них покладіть квадрат червоного паперу. Всередині червоного квадратика намалюйте маленький хрестик і протягом декількох хвилин дивіться на нього, не відриваючи погляду. Потім переведіть погляд на чистий білий аркуш паперу. Майже одразу ви побачите на ньому образ червоного квадратика. Тільки колір у нього буде інший – блакитно-зелений. За кілька секунд він почне бліднути і незабаром зникне. Чому це відбувається? Коли очі були сфокусовані на червоному квадраті, інтенсивно збуджувався тип колбочок, що відповідав цьому кольору. При перекладі погляду на білий лист інтенсивність сприйняття цих колбок різко падає і активнішими стають два інших типи колб – зелено- і синьочутливих.

світло колір фізіологія сприйняття

Для створення безпечних умов праці потрібна не тільки достатня освітленість робочих поверхонь, а й раціональний напрямок світла, відсутність різких тіней і відблисків, що викликають сліпучу дію.

Правильне освітлення та фарбування обладнання, небезпечних місць дає можливість стежити за ними уважніше (верстат, забарвлений в однотонний колір), а попереджувальне забарвлення небезпечних місць дозволить зменшити травматизм. Крім того, підбір правильного поєднання кольорів та їх інтенсивності зведе до мінімуму час адаптації очей при перекладі погляду з деталі на робочу поверхню. Правильно підібране фарбування може впливати на настрій робітників, а отже, і на продуктивність праці. Таким чином, недооцінка впливу освітлення, вибору кольору та світла призводять до передчасної втоми організму, накопичення помилок, зниження продуктивності праці, збільшення шлюбу та, як наслідок, до травматизму. Деяка зневага до питань освітленості викликана тим, що око людини має дуже широкий діапазон пристосування: від 20 лк (повний місяць) до 100000 лк.

Природне освітлення – це видимий спектр випромінювання електромагнітних хвиль сонячної енергії завдовжки 380 – 780 нм (1 нм = 10 –9 м). Видимий світло (білий) складається з спектру кольорів: фіолетовий (390 - 450 нм), синій (450 - 510 нм), зелений (510 - 575 нм), жовтий (575 - 620 нм), червоний (620 - 750 нм). Випромінювання з довжиною хвилі більше 780 нм називається інфрачервоним, а з довжиною хвилі менше 390 нм – ультрафіолетовим.

Колір та світло взаємопов'язані між собою. Кольори, що спостерігаються людиною, поділяються на хроматичні та ахроматичні. Ахроматичні кольори (білий, сірий, чорний) мають різні коефіцієнти відображення і тому основною їх характеристикою є яскравість. Хроматичні кольори (червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий) характеризуються, в основному, тоном, що визначається довжиною хвилі та чистотою чи насиченістю (ступінь "розбавленості" основного кольору білим). Забарвлення обладнання, матеріалів та ін. у чорний колір пригнічує людину. При перенесенні стандартних ящиків білого та чорного кольору всі робітники заявили, що чорні ящики важчі. Чорну нитку на білому тлі видно у 2100 разів краще, ніж на чорному, але при цьому спостерігається різкий контраст (відношення яскравостей). Зі збільшенням яскравості та освітлення до певних меж посилюється гострота зору і яскравість, з якою око розрізняє окремі предмети, тобто. швидкість розрізнення. Занадто велика яскравість світла негативно впливає на органи зору, викликаючи засліплення та різь в очах. Пристосування очей до зміни яскравості називається темною та світлою адаптацією. Працюючи на верстаті темно-сірого кольору (відбиває 5% світла) і з блискучою деталлю (відбиває 95% кольору) робочий переводить погляд зі верстата деталь 1 разів у хвилину, у своїй адаптацію очі витрачається приблизно 5 секунд. За семигодинний робочий день буде втрачено 35 хвилин. Якщо за тих же умов роботи змінити час адаптації до 1 секунди за рахунок правильного підбору контрасту, втрата робочого часу дорівнюватиме 7 хвилин.

Неправильний підбір освітлення впливає не лише на втрату робочого часу та втому робітників, але й збільшує травматизм у період адаптації, коли робітник не бачить або погано бачить деталь, та виконує робочі операції автоматично. Подібні умови спостерігаються і під час монтажних робіт, роботи крана та інших видів робіт у вечірній час при штучному освітленні. Тому ставлення яскравостей (сутність розмаїття) повинно бути великим.

У сприйнятті квітів людиною значної ролі грає колірний контраст, тобто. перебільшення дійсної різниці між одночасними сприйняттями. Одна французька торгова фірма замовила партію червоної, фіолетової та блакитної тканини із чорним візерунком. Коли замовлення було виконано, фірма відмовилася прийняти, т.к. на червоній тканині замість чорного візерунка був зеленуватий; на блакитний - помаранчевий, на фіолетовому - жовто-зелений. Суд звернувся до спеціалістів, і коли ті закрили тканину, то у прорізах на папері малюнок був чорний.

В даний час встановлено, що червоний колір збуджує, але й швидко втомлює людину; зелений корисний для людини; жовтий викликає нудоту та запаморочення. Природне освітлення вважається найкращим здоров'ю людини.

Сонячне світло надає біологічну дію на організм, тому природне освітлення є гігієнічним. Заміна природного освітлення штучним допускається лише тоді, коли з якихось причин не можна використовувати (або неможливо використовувати) природне освітлення робочих місць.

Тому нормування освітлення виробничих приміщень та робочих місць здійснюється на науковій основі з урахуванням наступних основних вимог:

  • 1. Достатня та рівномірна освітленість робочих місць та оброблюваних деталей;
  • 2. Відсутність яскравості, бляклості та сліпучої дії в полі зору робітників;
  • 3. Відсутність різких тіней та контрастів;
  • 4. Оптимальна економічність та безпека освітлювальних систем.

Отже, правильного світлового режиму необхідно враховувати весь комплекс гігієнічних умов, тобто. кількісну та якісну сторони освітлення.

Для вимірювання освітлених робочих місць та загальної освітленості приміщень використовують люксметр типу Ю-116, Ю-117, універсальний люксметр – яркометр ТЕС 0693, фотометр типу 1105 фірми "Брюль та Кер". Принцип роботи приладів ґрунтується на використанні фотоелектричного ефекту – емісії електронів під дією світла (рис 2.4.1).

При виконанні різних видів робіт застосовують природне, штучне та змішане освітлення, параметри яких регламентуються ГОСТ 12.1.013-78, СНиП ІІ-4-79 "Природне та штучне освітлення", інструкцією з проектування електричного освітлення будівельних майданчиків (СН 81-80). Усі приміщення з постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення.

Там, де неможливо здійснити природне освітлення або якщо воно не регламентується СНіП П-4-79, застосовується штучне або змішане освітлення.

Оптична частина спектру, що складається з ультрафіолетових, видимих ​​та інфрачервоних випромінювань, має діапазон хвиль від 0,01 до 340 мкм. Видиме випромінювання, яке сприймається оком, називається світловим і має довжину хвиль від 0,38 до 0,77 мкм, а потужність такого випромінювання - світловим потоком (F). Одиницею світлового потоку прийнято люмен. Це величина, що дорівнює 1/621 світлового вата. Люмен [лм] визначається як світловий потік, який випускається повним випромінювачем (абсолютно чорним тілом) при температурі затвердіння платини з площею 530,5×10 -10 м 2 (світловий потік від еталонного точкового джерела в 1 канделу, розташованого у вершині тілесного кута 1 стерадіан). Стерадіан - це одиничний тілесний кут щ, який є частиною середовища радіусом 1 м і площею сферичної поверхні, основа якої дорівнює 1 м 2 .

де щ – одиничний тілесний кут, 1 стер;

S - площа сферичної поверхні, 1 м 2;

R – радіус сферичної поверхні, 1 м.

Просторова щільність світлового потоку у цьому напрямі називається силою світла (I). За одиницю сили світла прийнято кандел [кд].

де Й – сила світла, кд;

F – світловий потік, лм.

Величина світлового потоку, який припадає на одиницю поверхні, що освітлюється, називається освітленістю (Е). Вимірюється освітленість у люксах. Люкс - освітленість поверхні площею 1м 2 рівномірно розподіленим світловим потоком 1 лм.

Видимість предметів залежить від частини світла, відбитого предметом, і характеризується яскравістю (В). Вимірюється яскравість [кд/м 2 ].

де б - кут між нормаллю до елемента поверхні S та напрямком, для якого визначається яскравість.

Яскравість - світлотехнічна величина, яку безпосередньо реагує око. Гігієнічно прийнятним є яскравість до 5000 кд. Яскравість 30000 кд і вище є засліплюючою. До якісних показників освітленості відносяться фон та контрастність, видимість, показник засліпленості тощо.

Фон - це поверхня, що примикає до об'єкта (відмінність). Фон вважається світлим при коефіцієнті відображення > 0,4; середнім при с = 0,2-0,4; і темним при з< 0,2.

Контрастність характеризується відношенням яскравостей предмета і фону, що розглядається:

Контрастність освітлення вважається великою за > 0,5; середньої при = 0,2-0,5; і малої при< 0,2.

Рівномірність освітлення характеризується ставленням мінімальної освітленості до її максимального значення не більше всього приміщення.

Природне освітлення

Природне освітлення є найбільш прийнятною людині, тому приміщення з постійним перебуванням людей повинні мати переважно природне освітлення. Природне освітлення здійснюється через віконні, дверні отвори, через ліхтарі, прозорі покрівлі. Тому воно поділяється на (рис.2.4.2):

  • а) верхнє освітлення – через світлові ліхтарі, прозорі покрівлі;
  • б) бічне освітлення – через вікна;
  • в) комбіноване освітлення – через вікна та ліхтарі, і т.д.

Критерієм природної освітленості є коефіцієнт природної освітленості (КЕО або Е Н), який представляє відношення природної освітленості світлом неба в деякій точці заданої площини всередині приміщення Є вн до одночасного значення зовнішньої горизонтальної освітленості, створюваної світлом повністю відкритого небосхилу Е нар, і виражається у відсотках:

Нормування КЕО проводиться відповідно до вимог СНіП ЙЙ-4-79 "Природне та штучне освітлення. Норми проектування".

Відповідно до СНиП ЙЙ-4-79 при односторонньому бічному освітленні критерієм оцінки є мінімальне значення КЕО в точці, розташованої в 1 м від стіни, найбільш віддаленої від світлових прорізів, на перетині вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні або підлоги. Під характерним розрізом приміщення розуміється поперечний розріз приміщення, площина якого перпендикулярна площині скління світлових прорізів. У характерний розріз приміщення мають потрапляти ділянки із найбільшою кількістю робочих місць. За умовну робочу поверхню приймається горизонтальна поверхня, що розташована на висоті 0,8 м від підлоги. При двосторонньому бічному освітленні критерієм оцінки є мінімальне значення KЕO в середині приміщення, у точці на перетині вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні (підлоги).

При верхньому, бічному та комбінованому освітленні нормується середнє значення КЕО (табл. 2.4.1.).

Усі параметри освітлення визначаються розрядом зорової роботи. Розряд зорової роботи на відстані від об'єкта відмінності до очей працюючого більше 0,5 м визначається ставленням мінімального розміру об'єкта відмінності (d) до відстані від цього об'єкта до очей працюючого (l). Під об'єктом відмінності розуміється аналізований предмет, окрема його частина чи дефект, які потрібно розрізняти у процесі робіт. Усього встановлено вісім розрядів зорової роботи (табл. 2.4.1).

Нормоване значення KЕO (Е н) приймається залежно від розряду зорової роботи, особливостей світлового клімату та сонячного клімату.

Для будівель розташованих в Й, II, ЙV і V поясах світлового клімату країн СНД, залежно від виду освітлення, бічне або верхнє нормоване значення КЕО (Енб, Енв) визначається за формулою:

де m-коефіцієнт світлового клімату; с-коефіцієнт сонячності клімату.

Значення Ен III знаходиться за таблицею 2.4.1; коефіцієнт світлового клімату (m) – за таблицею 2.4.2; коефіцієнт сонячності клімату (С) – за таблицею 2.4.3. Нерівномірність природного освітлення виробничих та громадських будівель з верхнім або з верхнім та бічним освітленням основних приміщень для дітей та підлітків при бічному освітленні не повинна перевищувати 3:l.

Нерівномірність природного освітлення не нормується для приміщень з бічним освітленням при виконанні робіт VЙЙ, VIII розрядів при верхньому та комбінованому освітленні, для допоміжних та громадських будівель ЙЙЙ та IV груп (п.1.2 СНіП ЙЙ-4-79). При проектуванні будівель у ЙЙЙ та V кліматичних районах, де виконуються роботи I - IV розрядів, необхідно передбачати сонцезахисні пристрої. При природній освітленості приміщень велике значення має догляд за вікнами та ліхтарями. Брудне скло затримує до 50% всього світла. Тому повинно проводитися регулярне чищення скла та побілка приміщень. З незначним виділенням пилу чищення скла проводиться через шість місяців, побілка - один раз на три роки; у запорошених - чотири рази на рік чистка і один раз на рік побілка.

p align="justify"> При проектуванні будівель однією з важливих завдань є правильний розрахунок площі світлових прорізів при природному освітленні.

Якщо площа світлових отворів буде меншою за необхідну, це призведе до зниження освітленості і, як наслідок, до зниження продуктивності праці, підвищеної стомлюваності працюючих, захворювань і появи травматизму.

Таблиця 2.4.1. Нормування коефіцієнта природного освітлення

Характеристика

зорової роботи

Найменший розмір об'єкта відмінності, мм

зорової роботи

КЕО (Ен IV), %

при верхньому та комбінованому освітленні

при бічному освітленні

у зоні зі стійким сніговим покривом

на решті території

Найвища точність

Менше 0,15

Дуже висока точність

Від 0,15 до 0,8

Висока точність

Вище 0,3 до 0,5

Середня точність

Вище 0,5 до 1,0

Мала точність

Вище 1,0 до 5,0

Груба (дуже мала точність)

Більше 0,5

Робота з матеріалами, що світяться, та виробами у гарячих цехах

Більше 0,5

Загальні спостереження за перебігом виробничого процесу:

постійне

періодичне при постійному знаходженні людей

періодичне при періодичному знаходженні людей

Таблиця 2.4.2. Значення коефіцієнта світлового клімату, m

Таблиця 2.4.3. Значення коефіцієнта сонячності клімату, з

Пояс світлового клімату

При світлових отворах, зорієнтованих з боків горизонту (азимут), град

При зенітних ліхтарях

у зовнішніх стінах будівель

у прямокутних та трапеціїдальних ліхтарях

у ліхтарях типу "шод"
  • а) північніше 50 ° пн.ш.
  • б) 50 ° пн.ш. і на південь
  • а) на північ від 40 ° пн.ш.
  • б) 40 ° пн.ш. і на південь

Мал. 2.4.3

Для виправлення помилки необхідно додатково вводити штучне освітлення, що викличе постійні додаткові витрати. Якщо площа світлових отворів буде більшою, то будуть потрібні постійні додаткові витрати на опалення будівель. Тому СНиП II-4-79 забороняє для опалюваних будівель передбачати площу світлових прорізів більше, ніж потрібно за цими нормами (рис. 2.4.5). Встановлені розміри світлових прорізів допускається змінювати на +5, -10%.

Площа світлових прорізів у світлі розраховують

При бічному освітленні, м 2:

  • (2.4.8)
  • - при верхньому освітленні, м2:

де – нормоване значення КЕО;

S 0 і S ф - площа вікон та ліхтарів;

S п - площа підлоги;

з 0 і з ф - світлові характеристики вікна та ліхтаря (орієнтовно прийняті для вікон 8,0 – 15,0, для ліхтарів 3,0 – 5,0).

Світлова характеристика вікон (з о) оцінюється за таблицею 26 з урахуванням характеристики приміщення, а світлова характеристика ліхтаря або світлового отвору (з ф) - за таблицями 31 та 32 додатка 5 СНиП ЙЙ-4-79 з урахуванням характеристик приміщення та ліхтарів.

Коефіцієнти, що враховують затінення вікон протистоящими будинками (К зд), тип ліхтаря (К ф) визначаються за таблицею 3 СНиП II-4-79; К з - Коефіцієнт запасу приймається за таблицею 5.

При бічному освітленні до проведення робіт необхідно оцінити відношення ширини (глибини) приміщень (В) до відстані від умовної робочої поверхні до верхнього краю вікна (h 1).

Загальний коефіцієнт (рис.2.4.3.) світлопропускання (ф 0) залежить від коефіцієнтів світлопропускання матеріалу (ф 1), коефіцієнтів, що враховують втрати світла в палітурках світлопройому (ф 2), втрати світла в несучих конструкціях (ф 3), втрати світла у сонцезахисних пристроях (ф 4), втрати світла у захисній сітці, що встановлюється під ліхтарями (ф 5 =0,9). Значення коефіцієнтів наведено у СНиП II-4-79 додатка 5 таблиці 28, 29.

Коефіцієнти, які враховують підвищення КЕО від відбиття світла (r 1 і r 2) знаходять за таблицями 30 і 33 додатка 5 СНиП ЙЙ-4-79 з урахуванням коефіцієнта відбиття (з порівн.) та характеристик приміщення.

Щоб правильно розрахувати площу світлових отворів (у світлі) при бічному (S 0) або верхньому (S ф) освітленні, необхідно знати не лише параметри приміщення, що проектується, але й види робіт, для яких проектується будівля, в якому світловому кліматі України чи СНД будується об'єкт, взаємне розташування об'єктів.

Як виникають зображення предметів на сітківці? Промені, відбиті від предметів, на які спрямоване наше око, проходять через рогівку, рідину, що міститься між нею та райдужною оболонкою, кришталик та склоподібне тіло.

У кожному із цих середовищ вони змінюють свій напрямок, тобто. заломлюються. Основне значення для заломлення світла у вічі має кришталик. У людей із нормальним зором промені, що переломилися в кришталику, потрапляють на сітківку і утворюють на ній чітке зображення предметів. На малюнку 6 показано, як промені від нижньої точки предмета, переломлюючись, збираються на поверхні сітківки в точці В1 промені від верхньої точки А збираються нижче в точці А1. Отже, зображення на сітківці буде дійсним, зменшеним та перевернутим. У зорових нервових центрах кори великого мозку формується зображення таким, яким воно є насправді.

Що таке акомодація? Для чіткого сприйняття предметів необхідно, щоб їхнє зображення завжди потрапляло на сітківку. Коли людина дивиться в далечінь, предмети, розташовані на близькій відстані, здаються нечіткими. Якщо розглядати свої предмети, то нечітко видно віддалені. Люди можуть чітко розрізняти предмети, розташовані на відстані від ока, завдяки здатності кришталика змінювати свою кривизну. Здатність ока пристосовуватися до чіткого бачення предметів, що знаходяться на різній відстані, називають акомодацією (від лат. АКОМ даті - пристосування до чогось) (рис. 7).

Найменша відстань від ока, з якою зображення ще сприймається чітко, для дітей та підлітків у нормі становить 7-10 см. З віком кришталик втрачає свою еластичність та акомодаційна здатність ока зменшується.

Згадайте з курсу фізики, що таке світло.

Як ми сприймаємо світло? Промені світла потрапляють на сітківку, що складається з декількох шарів клітин різних за формою та функціями (рис. 9, 10). Зовнішній шар клітин містить чорний пігмент, що поглинає світлові промені. У наступному шарі є світлочутливі клітини – фоторецептори: колбочки та палички. Фоторецептори поєднуються з нервовими клітинами, що утворюють третій шар. Четвертий шар сітківки складається із великих нервових клітин. їх відростки утворюють зоровий нерв, яким збудження передається до зорової зони кори великого мозку. Місце, де зоровий нерв виходить із сітківки, позбавлене фоторецепторів, не сприймає світла і називається сліпою плямою (рис. 8). Її площа (у нормі) становить від 2,5 до 6 мм2. Предмети, зображення яких потрапляє на ділянку, не бачимо.

У сітківці людини налічують близько 130 млн паличок та 7 млн. колб. Палички розташовані на периферії сітківки. Вони дуже чутливі до світла і тому збуджуються навіть за малого, так званого сутінкового, освітлення. Колбочки збуджуються при яскравому світлі та малочутливі до слабкого освітлення.

У центрі сітківки містяться переважно колбочки. Це місце називають жовтою плямою (рис. 8). Жовта пляма, особливо її центральна ямка, вважається місцем найкращого бачення. У нормі зображення завжди фокусується на жовтій плямі. У цьому предмети, які сприймаються периферичним зором, різняться гірше. Наприклад, затримайте погляд на будь-якому слові всередині рядка, який ви читаєте. Це слово буде добре видно, а слова, розташовані на початку та в кінці рядка, відрізняються значно гірше.

У процесі перетворення енергії світла на нервовий імпульс важливу роль відіграє вітамін А. Його недолік викликає значне погіршення сутінкового зору, тобто так звану курячу сліпоту.

При збудженні паличок виникає відчуття білого світла (безбарвне відчуття), оскільки вони сприймають широкий спектр світлових променів.

Наше око здатне сприймати електромагнітні коливання з довжиною хвилі від 320 до 760 нм (нм – нанометр – одна мільярдна частка метра). Промені, довжина хвилі яких коротше 320 нм, називають ультрафіолетовими, а з довжиною хвилі більше 760 нм – інфрачервоними.

Як ми сприймаємо колір? Чи кольори ми сприймаємо? Світ різнокольоровий, і ми можемо бачити його таким. Кольори ми сприймаємо за допомогою колб, які реагують тільки на певну довжину хвилі.

Існує три типи колб. Колбочки першого типу реагують переважно на червоний колір, інший – на зелений та третього – синій. Ці три кольори називають основними. Оптичним змішуванням основних кольорів можна отримати всі кольори спектру та їх відтінки. Якщо колбочки всіх типів збуджуються одночасно і однаково, виникає відчуття білого кольору (рис. 11).

У деяких людей колірний зір порушено. Розлад колірного зору, або часткову сліпоту кольору, називають дальтонізмом. Назва походить від прізвища англійського вченого Дж. Дальтона, який 1794 року вперше описав це явище. Розрізняють вроджений та набутий дальтонізм. Природженим (спадковим), власне дальтонізмом, буває, як правило, розлад сприйняття червоного та зеленого кольорів. Сліпота на синій колір є частиною набутої. Розлади колірного зору пояснюють відсутністю певних колб у сітківці ока. Трапляється також частковий дальтонізм (нездатність сприймати один із основних кольорів). Дальтонізм спостерігається у 0,5% жінок та 5% чоловіків. Люди, які страждають на розлади колірного зору, не можуть працювати на транспорті, в авіації тощо. Дальтонізм не лікується.

Як колір впливає емоційну сферу людини, її працездатність? Відомо, що один колір заспокоює, інший дратує. На цьому ґрунтується методика визначення настрою людини. Ще німецький поет І. Гете писав про здатність кольору створювати настрій: жовтий – веселить і бадьорить, зелений – втихомирює, синій – викликає смуток. Психологи довели, що червоний колір призводить до втоми кольору, а зелений допомагає її зняти. Колір впливає продуктивність праці людини. Гігієністи встановили, що зелений і жовтий кольори загострюють зір, прискорюють візуальне сприйняття, створюють стійке ясне бачення, знижують внутрішньо очний тиск, загострюють слух, сприяють нормальному кровообігу, тобто. загалом підвищують працездатність людини. Червоний колір діє протилежно. Ці дані використовують дизайнери для оформлення робочих місць.



Випадкові статті

Вгору